郭文龙

(福建省锅炉压力容器检验研究院漳州分院， 福建 漳州 363000)

0 前言

U71Mn钢以其高强度、耐疲劳、耐磨损等出色性能，广泛应用于高速铁路用钢轨、起重轨等领域。某核电站行车轨道材料为U71Mn，共有18个接头，采用焊接连接的方式形成无缝钢轨，有效避免了冲击、振动等传统连接方式造成的问题，提高行车使用寿命及保障了运行过程的安全问题。U71Mn 钢为高碳中锰钢，可焊性较差，易出现裂纹。在行车轨道焊接第一次工艺评定中，焊缝出现裂纹，在后续的磁粉检验中被检测出。针对工艺评定结果进行分析，找出原因且对方案进行优化改进，确保了第二次焊接工艺评定取得成功，避免焊接裂纹再次出现。

1 U71 Mn 钢的特性

根据厂家提供的质量证明书， U71Mn钢的化学成分、力学性能如表 1 。

表1 U71Mn钢的化学成分

主要力学性能: σb≥949MPa , σs≥450MPa

依据日本JIS标准碳当量计算公式CE = C+ Mn/6 + Si/24 + Cr/5 + Mo/4 + V/14 +Ni/40，计算出U71Mn钢的CE=0.92。

一般认为碳当量 CE = 0.4% ～0.6% 时，尤其是CE＞0.5%时，钢材易淬硬，表明焊接性已变差，焊接时需预热才能防止裂纹，随板厚增大预热温度要相应提高。而该U71Mn钢的碳当量CE计算值为0.92，远高于0.5。另外在焊接过程中, 母材熔化进入熔敷金属，使焊缝中的含碳量增高，产生高碳马氏体，易产生冷裂纹；焊接材料中的磷、硫等杂质元素控制不当时，也易产生弧坑热裂纹。

针对U71Mn 钢焊接性特点，在工艺评定、现场操作中需采用合理的焊接、热处理工艺来改善焊接性能，以获得合格的焊接接头。

2 第一次焊接工艺评定

2.1 焊接材料

焊材为J70C-1轨道专用焊条，直径Φ=4.0，其化学成分及力学性能如表2。……